[实用新型]一种用于变温水体溶解氧测定的光纤传感装置

说明书

一种用于变温水体溶解氧测定的光纤传感装置，属于传感器技术领域，用以解决现有的光纤氧传感器在不同地区、不同水温下测定溶解氧含量时准确率不高的问题。该装置包括溶氧调节模块和溶氧测定模块，其中溶氧调节模块包括主控组件、加热组件、冷却组件和搅拌组件；溶氧测定模块包括光纤、敏感膜、发光二极管、光电倍增器和锁相放大器；溶氧调节模块中加热组件和冷却组件对主控组件进行温控调节，溶氧测定模块形成一个闭合回路输出用于溶解氧浓度计算的测定数据，其中，敏感膜采用溶胶凝胶敏感膜，可以更好的接触水体中的溶解氧，减少误差。本实用新型装置适用于不同地区水体内溶解氧含量的测定，且不受水体温度的限制。

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，具体涉及一种用于变温水体溶解氧测定的光纤传感装置。

背景技术

溶解氧是指溶解在水里氧的量，通常记作DO，用每升水里氧气的毫克数表示。水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。它跟空气里氧的分压、大气压、水温和水质有密切的关系。

有些有机化合物在喜氧菌作用下发生生物降解，要消耗水里的溶解氧。如果有机物以碳来计算，根据C+O₂＝CO₂可知，每12g碳要消耗32g氧气。当水中的溶解氧值降到5mg/L时，一些鱼类的呼吸就发生困难。水里的溶解氧由于空气里氧气的溶入及绿色水生植物的光合作用会不断得到补充。但当水体受到有机物污染，耗氧严重，溶解氧得不到及时补充，水体中的厌氧菌就会很快繁殖，有机物因腐败而使水体变黑、发臭。

溶解氧值是研究水自净能力的一种依据。水里的溶解氧被消耗，要恢复到初始状态，所需时间短，说明该水体的自净能力强，或者说水体污染不严重。否则说明水体污染严重，自净能力弱，甚至失去自净能力。

常用的溶解氧的测量方法有碘量法和氧电极法。碘量法是一种纯化学检测法，耗时长，程序繁琐，无法满足在线测量的要求。氧电极法是一种电化学检测法，需要经常更换电解液和透气薄膜，而且市场上由氧电极法制成的溶解氧测量仪普遍存在着准确度低、稳定性差、易受交变电磁场、噪声和气压影响等问题。

基于有机染料、多环芳香烃及过渡金属的络合物的荧光或磷光的猝灭原理研制的光纤氧传感器倍受有关研究人员的重视。这种光纤氧传感器具有灵敏度和检测准确度高、抗电磁干扰、操作方便、使用寿命长等特点。但目前现有的光纤氧传感器无法在不同地区不同水温下进行溶解氧含量的测定，并且所使用的溶解氧敏感膜的敏感性并不高，因此导致测定结果并不理想。

实用新型内容

鉴于以上问题，本实用新型提出一种用于变温水体溶解氧测定的光纤传感装置，用以解决现有的光纤氧传感器在不同地区、不同水温下测定溶解氧含量时准确率不高的问题。

一种用于变温水体溶解氧测定的光纤传感装置包括，溶氧调节模块和溶氧测定模块，所述溶氧调节模块包括主控组件、加热组件、冷却组件和搅拌组件；所述主控组件包括气体输入管、气体输出管、温度计和双层玻璃瓶，其中，所述双层玻璃瓶用于盛放水体，所述气体输入管、气体输出管、温度计分别插入所述双层玻璃瓶中；所述加热组件用于对所述水体进行加热处理；所述冷却组件通进所述双层玻璃瓶中空玻璃内且环绕一周，用于对所述水体进行降温处理；所述搅拌组件用于使所述双层玻璃瓶内气体与所述水体充分混合溶解；

所述溶氧测定模块包括光纤、敏感膜、发光二极管、光电倍增器和锁相放大器；所述光纤一端耦合连接所述敏感膜，另一端分别连接所述发光二极管和所述光电倍增器，所述光电倍增器连接所述锁相放大器；所述敏感膜接触所述水体，所述发光二极管用于发射激励光，所述光电倍增器用于接收检测荧光信号，所述锁相放大器用于对荧光信号进行锁定和放大。

进一步地，所述气体输入管用于通入气体，所述气体输出管用于排出气体，所述温度计用于显示水体温度。

进一步地，所述加热组件包括温控计和U型加热棒，所述温控计和所述U型加热棒相连接且插进所述双层玻璃瓶内；所述温控计用于控制水体温度，所述U型加热棒用于对水体进行升温。